yÿ Diesen Eintrag NICHT löschen! Er dient der der Formatierung ab Version 4.0. - Download unter www.KarteikartenTrainer.dentrainer\zwischen.datCalibriÿBradley Hand ITCHì&‘’H'H' º‘@ôússëv0Rsëv¾Ý uPì&H'À7HÀ7û`›ÖÖû`›VH'ÿRicarda R. Schmitt Mikromontage und Bestücktechnik IWF - TU BS SoSe 2011 2üì3@LŒKÀ€´(@RsëvL8;Anforderungen an die Mikrosystemtechnik/Mikroelektornik (3)/kostengünstig, Miniaturisierung, AltagstauglichMikromontage vs. Bestücktechnikmtechnik/Mikroelektornik (3)–unterschiedliche BE - planare BE 3D Fügeoperation - 2D Fügeoberation Standartisierung, Geschwindigkeit, stückzahl niedrige - hoch'Einordung Bestücktechnik & Mikromontage/Mikroelektornik (3)· Bestücktechnik Mikromontage BE Abmessungen <2 bis 5mm <2 mm Montagegenauigkeit >200 bis < 25 µm 25 bis >200µmTrend in Mikromontagenik & Mikromontage/Mikroelektornik (3).kleiner, komplexer BE mit FUnktionsintegration Mikromontage BE Abmessungen <2 bis 5mm <2 mm Montagegenauigkeit >200 bis < 25 µm 25 bis >200µm,Def Montage Hauptfunktion & Nebenfunktionoelektornik (3)¡gesamtheit aller Vorgänge, die dem zusammenbau von geometrische betimmten körpern dienen HF: Fügen NF: Handhaben, Justieren, Kontrollieren, Sonderoperationenm 25 bis >200µmDef. handhaben Hauptfunktion & Nebenfunktionoelektornik (3)‰schaffen, definiertes verändern oder vorrübergehendes aufrechthalte einer vorgegebenen räumlichen Anordnung räumliche Anordnung = POSEieren, Sonderoperationenm 25 bis >200µm Def Justierenn Hauptfunktion & Nebenfunktionoelektornik (3)`Planmäßig notwendige Tätigkeit zum ausgleichen fertigungstechnischer unvermeidbarer AbweichungenpositionF: Handhaben, Justieren, Kontrollieren, Sonderoperationenm 25 bis >200µm Kontrollierenn Hauptfunktion & Nebenfunktionoelektornik (3)Prüfen und Messenige Tätigkeit zum ausgleichen fertigungstechnischer unvermeidbarer AbweichungenpositionF: Handhaben, Justieren, Kontrollieren, Sonderoperationenm 25 bis >200µmDef Mikromontageauptfunktion & Nebenfunktionoelektornik (3)zusammenbau von mikrotechnischen BE, Aufbau von mikrokomponenten auf montageflächen oder deren einbau in gehäuse einschließlich kontaktierungn, Sonderoperationenm 25 bis >200µm1automatisierte bestückung - zielvorstellungen (7)tornik (3)…großer Arbeitsraum geringer platzbedarf geringe bewegte Massen große Reaktionskräfte grooße geschw. genauigkeit geringer Preisktierungn, Sonderoperationenm 25 bis >200µm1betückprozess vergleich manuel - automatisierttornik (3)†M: Anschafungskosten gering sehr flexibel kleinstfertigungen A: schnell genauigkeit durch maschine Reproduzierbar Großserientierungn, Sonderoperationenm 25 bis >200µmsequentielle bestückung manuel - automatisierttornik (3)?BE einzeln nacheinder bestückt + sehr flexibel - sehr langsam A: schnell genauigkeit durch maschine Reproduzierbar Großserientierungn, Sonderoperationenm 25 bis >200µmsimultane bestückungung manuel - automatisierttornik (3)TBE werden gleichzeitig bestückt + sehr schnell - unflexibel (änderungen aufwendig)uigkeit durch maschine Reproduzierbar Großserientierungn, Sonderoperationenm 25 bis >200µm!sequentielle simultane Bestückung- automatisierttornik (3)bBE werden einzeln bestückt, aber gleichzeitig geholt (collect and place?) vorsortierung BE nötigmaschine Reproduzierbar Großserientierungn, Sonderoperationenm 25 bis >200µm"merkmale moderner bestückmaschinen automatisierttornik (3)]zugänglicher AR hohe genauigkeit integrierte seonsorik komplexe setzköpfe zugänglichkeit nötigmaschine Reproduzierbar Großserientierungn, Sonderoperationenm 25 bis >200µmmontage strategienbestückmaschinen automatisierttornik (3)Lparallel seriell auf nutzen (zusammenhängender wafer) seriell diskreter BE zugänglichkeit nötigmaschine Reproduzierbar Großserientierungn, Sonderoperationenm 25 bis >200µm'Bauteile Bestücktechnik - Mikromontageomatisierttornik (3)TB: standart gehäuse form montagegenauigkeit 30-50µm M: spezial BE Toleranz ~5µmlichkeit nötigmaschine Reproduzierbar Großserientierungn, Sonderoperationenm 25 bis >200µmBE aktive passivehnik - Mikromontageomatisierttornik (3){p: Wiederstand, Kondensator, Dioden a: transisoren, integrierter MOS, Speicherbausteine, optoelektronische schaltungen Großserientierungn, Sonderoperationenm 25 bis >200µm+Trends bei den Bauelementen u Leiterplattenisierttornik (3)Šintegration von passiven Elementen in Chip gehäuse Leiterplatten mit passiven BE integration von optischen u elektr BE Miniaturisierungungn, Sonderoperationenm 25 bis >200µmAnschlussformenBauelementenMikromontageomatisierttornik (3)nmetallisierter Anschluss Gull Wing Anschluss Anschlussband J Anschluss keilförmiger Anschluss I Anschluss elektr BE Miniaturisierungungn, Sonderoperationenm 25 bis >200µmverbindungstechnikenementenMikromontageomatisierttornik (3),löten kleben einpressen TAB Wire Bondings Anschlussband J Anschluss keilförmiger Anschluss I Anschluss elektr BE Miniaturisierungungn, Sonderoperationenm 25 bis >200µmAufgabe einer PCBkenementenMikromontageomatisierttornik (3)IIC u BE funktionsfähig, zuverlässig , kostengünstig miteinander verbinden keilförmiger Anschluss I Anschluss elektr BE Miniaturisierungungn, Sonderoperationenm 25 bis >200µm löten definer PCBkenementenMikromontageomatisierttornik (3)qverbinden metallischer WS mit aufgeschmolzenem zusatzmittel aufschmeluen einer legierung, komponenten anlegierenektr BE Miniaturisierungungn, Sonderoperationenm 25 bis >200µm Wellenlöten PCBkenementenMikromontageomatisierttornik (3)’(simultan (gleichzeitig)) doppelwelle, lambdawelle partiell (sequentiell) kolbenlöten, minischwall löten, lichtlöten, laser, flammlötennderoperationenm 25 bis >200µm reflowlöten PCBkenementenMikromontageomatisierttornik (3)IR - infrarot - quarzstrahler FC - zwangskonvektion - heizsystem m prozessgas VP - kondensationslöten - gesättigte Dampfphasemlötenerungungn, Sonderoperationenm 25 bis >200µm'montagekette SMT einseitig zweiseitigomatisierttornik (3)¬1: eingangskontrolle, schablonendruck, smd bestücken, reflowlöten 2: lötpaste aufbringen, bestücken,. reflowlöten, wenden, lötpaste aufbringen, bestücken, reflowlötenbis >200µm!verbindungstechniken mikromontageterplattenisierttornik (3)Lmikrolöten mikroschweißen mikromontage (fügen durch umformen) mikroklebenen BE integration von optischen u elektr BE Miniaturisierungungn, Sonderoperationenm 25 bis >200µm.kinematische strukturen seriell parallelerttornik (3)¿s: großer arbeitsraum, hohe beweglichkeit, mitbewegte massen p: geringe bewegte massen, hohe dynamik, hoch steifigkeit, kliner arbeitsraum, strukturfehler addiern sich nicht, wenig spielwas ist dkp ikp rt vt?n seriell parallelerttornik (3)×direktes kinematisches problem, vorwärts trafo von winkel gelenke auf pose im raum teach in programmierung inverses kinematisches problem, rückwärts trafo von pose im raum auf gelenkwinkel trafo der steuerung9aufstellen transformationsgleichungen seriell parallel3)Ös: ikp: prinzip entkopelte kinematiken dkp: aus dh matrizen direkt ablesbar p: --> schließbedingungsverfahren ikp: entkoppeltes gl syst. (Antriebsgrößen einzeln lösen) dkp: gekoppeltes gl syst nur nummerischg"genauigkeitsmessung - messumgebunggen seriell parallel3)ÿ"betriebsähnliche Bedingungen" festes fundament kompletter zusammengebauter funktionsfähiger Rob warmlaufbetrieb konst umgebungstemp. thermisches gleichgewicht (rob + messgeräte) feste verbindung des messgeräts mit fundament prüflast anbringen, ge mehrer punktwolken der max abstand zwischen den schwerpunkten entspricht vAP (MRP-genauigkeit) Standartabweichung rbindung des messgeräts mit fundament prüflast einbeziehen höchste geschwindigkeit wählenMaschinenfähigkeitsindex u kritischer MFindex übliche werteŸc_m = \frac{OSG-USG}{6s} = \frac{SG}{3s} c_mk = \frac{SG-F_res,m}{3s} c_mo= \frac{OSG-F_res,m}{3s} c_mu= \frac{F_res,m- USG}{3s} c_m > 1,67 c_mk >1,33 0.5 l sin(S_{phi}) )^2}bweichung rbindung des messgeräts mit fundament prüflast einbeziehen höchste geschwindigkeit wählensystematische fehlerndex u kritischer MFindex übliche werteÿfertigungs u montage fehler ME linearitätsfehler in längsführung u Radialanschlag ME tempbedingte Ausdehnung von BE ME nicht linearitäten in Antriebsmotoren/Messsystemen Jigkeit wählenstochastische Fehlerndex u kritischer MFindex übliche werteÿdurch lagerluft bedingtes spiel in feührungen ME setzungserscheinungen in Lagern ME Führungsabweichungen in Lagerungen (Wandern lagerkäfige) ME fehler in lagermesssystemen ‘ J Lageabweichung der Antriebe Jkinematische Fehleranalyse kritischer MFindex übliche werteÿStrukturempfindlichkeit J Jakobi Fehlstellung der Antriebe J = \frac{\d \rho}{\d q} = \matix{ dx/dq_1 dx/dq_2; dy/dq_1 dy/dq_2} Maßtoleranzempfindlichkeit geometrische Abweichung der Struktur ME=\frac{\d \rho}{\d l} : = \matix{ dx/dl_12 dx/dl_23; dy/dl_12 dy/dl_23} Lageabweichung der Antriebe J.Leistungsmerkmale Portal/kartesische Strucktur(7)tornik (3)Ð+ flexibler Aufbau, hohe Traglasten, gorße Reaktionskräfte, einfache Steuerung u Regleung, hohe Positioniergenauigkeit - großer Standflächenbedarf, ungüngige geschw. verhältnisse, geringe Beweglichkeitbestückstrategien Portal/kartesische Strucktur(7)tornik (3)Xsequentiell flexibel langsam simultan große Losgröße mehr platzbedarfung, hohe Positioniergenauigkeit - großer Standflächenbedarf, ungüngige geschw. verhältnisse, geringe Beweglichkeit"merkmale moderner Bestückmaschinenhe Strucktur(7)tornik (3)Œzugänglicher AR hohe genauigkeit integrierte Sensorik komplexe Setzköpfe zugänglichkeit (duchgängiger Materialfluss, leichte Verkettung)flächenbedarf, ungüngige geschw. verhältnisse, geringe Beweglichkeit+Leistungssteigerung Leiterplatten transporttur(7)tornik (3)qreduzierung der nebenzeiten synchron LP fahren gleichzeitig rein/raus asynchron 1 LP bestücken, 1 fahrenlfluss, leichte Verkettung)flächenbedarf, ungüngige geschw. verhältnisse, geringe BeweglichkeitLeistungssteigerung Bestückungten transporttur(7)tornik (3)ÿPick and Place --> Chip Shooter Collect and Place Strategien (z.B. Blockbildung) Verbessern Verhältniss Produktiver Zeiten LP Doppeltransport bessere Marken erkennung Erhöhen Bestückleistung Maschine Organisationsoptimierung (Nutzungsg rad erhöhen)Bauteilzufühurung mit ...?kungten transporttur(7)tornik (3)LGurte Stangen Bulk Case Tray / Waffel Pack (Surftape, Wafer -- Bare Die)dung) Verbessern Verhältniss Produktiver Zeiten LP Doppeltransport bessere Marken erkennung Erhöhen Bestückleistung Maschine Organisationsoptimierung (Nutzungsgrad erhöhen)+Einflussfaktoren auf die Bestückgenauigkeittur(7)tornik (3)eAbsolutgenauigkeit, Wiederholgenauigkeit Toleranz u verwindung d LP Maßhaltigkeit BE Verbiegung BEltniss Produktiver Zeiten LP Doppeltransport bessere Marken erkennung Erhöhen Bestückleistung Maschine Organisationsoptimierung (Nutzungsgrad erhöhen).steigerung der Bestückgenauigkeit in Automaten(7)tornik (3)¿konstruktive maßnahmen (steiferer Aufbau) Antriebe (hohe leistungsdichte, gute regelbarkeit) Sensoren (direkte Lagemessung, bildverarbeitung) Steuerung und Regelung (selbst kalibrierung) Bestückleistung Maschine Organisationsoptimierung (Nutzungsgrad erhöhen)Mappingung der Bestückgenauigkeit in Automaten(7)tornik (3)ŸPortalgenauigkeit Glasplatte mit Referenzmarken speichern der über AR verteilten ortsabhängigen Rasterkorrekturwerte nur Positioniergenauigkeit verbessernRegelung (selbst kalibrierung) Bestückleistung Maschine Organisationsoptimierung (Nutzungsgrad erhöhen)Feinkalibreierungstückgenauigkeit in Automaten(7)tornik (3)™Prozessgenauigkeit (inkl Greifer) Glasbauelemente auf Klebefolie Bestückabweichung messen und in Steuerung hinterlegen steigerung MontagegenauigkeitessernRegelung (selbst kalibrierung) Bestückleistung Maschine Organisationsoptimierung (Nutzungsgrad erhöhen)!Bildverarbeitungssysteme Aufgaben in Automaten(7)tornik (3)€erfassen Position, Orientierung, Verzug LP Referenzmarken, koplanaritätsprüfung, schlechtplatten erkennen, gehäuse überprüfengerung MontagegenauigkeitessernRegelung (selbst kalibrierung) Bestückleistung Maschine Organisationsoptimierung (Nutzungsgrad erhöhen)&Sonsorführung - EingriffsmöglichkeitenúProgrammbetrieb - externe sensor steuert festprogammieten ablauf an vor Interpolation - Offset Korrekturen der SOLL Pose vor Rückwärtstrafo - dynamische Messung, SOLL Signal wird verändert nach rückwärtstrafo - bei achsorientierter Messungsensorführungskonzepteffsmöglichkeitenôabsolut 2 Sensoren Pose BE u Montageort messen Ungenauigkeit über mehrfahch trafos wichtigste Genauigkeit: AP relativ 1 Sensor iterratives Vorgehen, dauert lange wichtigste Genauigkeit: RES (kleinste Schrittweite)essung*Reglerstrategien zur Relativpositionierung­seriell messen, positionieren; alles mit halt partiell parallel messen in bewegung (zeitlich längerer zyklus entscheidet) parallel kein halt nach positionierenn, dauert lange wichtigste Genauigkeit: RES (kleinste Schrittweite)essung2präzise maschinenelemente - Antriebe welche gibts?SPiezoaktoren, Formgedächtinsaktoren, elektrostatische Antriebe, Thermische Antriebebewegung parallel kein halt nach positioniereniv 1 Sensor iterratives Vorgehen, dauert lange wichtigste Genauigkeit: RES (kleinste Schrittweite)essungmikrogetriebe Eigenschaften(5)triebeierunguhohe eingangsdrehzahlen geringe leerlaufmomente hohe übersetzungen spielfrei hohe lebensdauer harmonic driveach positioniereniv 1 Sensor iterratives Vorgehen, dauert lange wichtigste Genauigkeit: RES (kleinste Schrittweite)essung7ultrapräzise maschinenelemente Anforderungen AntriebeZgute regelbarkeit hoch auflösende messsysteme direkte messverfahren spielfreie getriebebensdauer harmonic driveach positioniereniv 1 Sensor iterratives Vorgehen, dauert lange wichtigste Genauigkeit: RES (kleinste Schrittweite)essung;größenangepasste handhabungstechnik welche ausprägungen?8mobile mikroroboter miniaturisierte präzisionsrobotermessverfahren spielfreie getriebebensdauer harmonic driveach positioniereniv 1 Sensor iterratives Vorgehen, dauert lange wichtigste Genauigkeit: RES (kleinste Schrittweite)essung4ultrapräzisionsmaschinenelemente lager Eigenschaftenuvorgespannte lager (Mindern von Spiel) präzisonsführungsschienen (zwangsführung wälzkörper) stoffschlüssige gelenke